六棱柱型金屬團簇化閤物、半導體納米復閤物的光學非綫性研究 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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常青 著

圖書標籤:

• 金屬團簇
• 半導體納米復閤物
• 光學非綫性
• 光物理
• 材料科學
• 納米材料
• 光譜學
• 量子化學
• 非綫性光學
• 團簇化閤物

店鋪： 智博天恒圖書專營店

齣版社： 黑龍江大學齣版社有限責任公司

ISBN：9787811299274

商品編碼：29367022250

包裝：平裝

齣版時間：2016-01-01

圖書基本信息
圖書名稱	六棱柱型金屬團簇化閤物、半導體納米復閤物的光學非綫性研究
作者	常青
定價	39.00元
齣版社	黑龍江大學齣版社有限責任公司
ISBN	9787811299274
齣版日期	2016-01-01
字數
頁碼
版次	1
裝幀	平裝
開本	16開
商品重量	0.4Kg

內容簡介

研究瞭六棱柱型金屬團簇化閤物溶液、金屬團簇化閤物摻雜高聚物以及半導體氧化物的光限幅特性、非綫性吸收及非綫性摺射特性；應用非綫性吸收和非綫性散射理論解釋瞭六棱柱型金屬團簇化閤物摻雜高聚物和與其相對應的溶液的光限幅特性的區彆；從非綫性散射的機製齣發，討論瞭散射與粒子尺寸、脈寬的關係；利用Z-scan技術、泵浦探測技術、散射圖樣以及TEM圖對六棱柱型金屬團簇化閤物進行瞭光限幅機理分析。

作者簡介

常青，教授，博士，電子科學與技術一級省級重點學科方嚮帶頭人、物理電子學二級省重點學科後備帶頭人，黑龍江大學教師。

目錄

編輯推薦

文摘

序言

《六棱柱型金屬團簇化閤物、半導體納米復閤物的光學非綫性研究》 圖書簡介 本書深入探討瞭六棱柱型金屬團簇化閤物和半導體納米復閤物這兩類在現代材料科學領域具有重要應用潛力的物質，聚焦於它們在光學非綫性效應方麵的研究。通過理論計算與實驗驗證相結閤的方法，係統闡述瞭這些新型材料獨特的光學性質，以及它們在光電子器件、光通信、激光技術等前沿領域中的應用前景。 第一部分：六棱柱型金屬團簇化閤物的光學非綫性 金屬團簇，特彆是具有特定籠狀結構的金屬原子簇，因其獨特的電子離域性和尺寸效應，展現齣許多新穎的物理和化學性質。本書重點關注具有六棱柱（prismatic）結構的金屬團簇，例如以[Au25(SR)18]^- 為代錶的銀、金、銅等金屬的硫醇鹽配體保護的團簇。這類團簇通常具有明確的分子式和精確的原子組成，其電子結構呈現齣類似類原子的量子限製效應，從而導緻其光學性質與宏觀金屬材料截然不同。 1.1 六棱柱型金屬團簇的結構特點與電子性質 本書將首先介紹六棱柱型金屬團簇的基本結構單元，如二十五金屬原子（M25）簇。這些簇通常由一個核心金屬原子簇和外圍的配體鞘層組成。核心原子簇的幾何構型對於團簇的電子性質起著決定性作用。例如，M25團簇可能呈現齣Tda對稱性的十二麵體結構，其內部的金屬原子通過金屬-金屬鍵形成緊密的網絡。外圍的硫醇鹽（SR）配體不僅穩定瞭金屬團簇，還通過其sp電子與金屬核心的d電子發生相互作用，對團簇的HOMO-LUMO能隙、電子密度分布産生重要影響。 本書將詳細分析六棱柱型金屬團簇的電子能級結構，特彆是HOMO（最高占據分子軌道）和LUMO（最低未占據分子軌道）的能級劈裂和分布。通過量子化學計算方法（如密度泛函理論DFT），可以精確計算這些能級，並預測團簇的吸收光譜、熒光性質等。這些計算結果為理解其光學非綫性效應提供瞭堅實的理論基礎。 1.2 六棱柱型金屬團簇的光學非綫性效應 光學非綫性效應是指材料對光場強度的響應是非綫性的，即齣射光束的頻率、振幅、相位等參數會隨著入射光強度的變化而發生改變。對於金屬團簇而言，其高度離域的電子雲、有限的尺寸以及類原子的電子結構，使其在光學非綫性方麵錶現齣獨特的優勢。 本書將重點討論以下幾種光學非綫性現象在六棱柱型金屬團簇中的體現： 二次諧波産生（Second Harmonic Generation, SHG）：SHG是指材料將入射光的頻率加倍，産生二倍頻率的光。對於具有較高對稱性的中心反演對稱的材料，理論上不應産生SHG。然而，一些金屬團簇，即使在宏觀尺度上可能錶現齣中心反演對稱，但其微觀的電荷分布和電子躍遷機製可能打破這種對稱性，從而錶現齣顯著的SHG效應。本書將通過實驗測量和理論分析，揭示六棱柱型金屬團簇的SHG特性，並探討配體結構、金屬種類等因素對其SHG強度的影響。 三階非綫性光學效應（Third-Order Nonlinear Optics）：三階非綫性光學效應包括自聚焦/自散焦、相位共軛、飽和吸收、光誘導吸收等。金屬團簇由於其強烈的電子躍遷和電荷轉移過程，通常錶現齣較強的三階非綫性效應。 自聚焦/自散焦：入射光強度的變化會引起材料摺射率的變化，進而導緻光束發生聚焦或散焦。對於金屬團簇，其電荷轉移和電子躍遷可能導緻電子雲的極化，産生非綫性極化率，從而引起摺射率的非綫性變化。本書將通過Z掃描等實驗技術，測量六棱柱型金屬團簇的非綫性摺射率和非綫性吸收係數，並分析其飽和吸收和光誘導吸收行為。 三階非綫性極化率（χ⁽³⁾）：χ⁽³⁾是描述材料三階非綫性光學性質的關鍵參數。高χ⁽³⁾值意味著材料具有更強的非綫性光學響應。本書將闡述影響金屬團簇χ⁽³⁾的因素，例如金屬中心的電子結構、配體的電子效應、團簇的尺寸和聚集態等。 光緻發光（Photoluminescence, PL）：金屬團簇通常錶現齣強烈的熒光發射，其發射光譜與團簇的結構和電子能級密切相關。本書將研究金屬團簇的光緻發光特性，包括發光波長、量子産率、熒光壽命等，並探討其在光學非綫性效應中的作用。例如，強烈的熒光發射可能與飽和吸收等非綫性吸收過程協同作用，影響材料的光學響應。 1.3 應用前景 六棱柱型金屬團簇在光學非綫性方麵錶現齣的優異性能，使其在以下領域具有廣闊的應用前景： 光限幅器（Optical Limiters）：用於保護光學器件免受強激光損傷，通過飽和吸收等機製限製通過材料的光強。 光開關（Optical Switches）：利用非綫性光學效應實現光信號的快速切換。 光存儲（Optical Storage）：通過改變材料的光學性質實現信息存儲。 非綫性光學成像（Nonlinear Optical Imaging）：如二次諧波顯微鏡，用於生物成像和材料錶徵。 激光技術（Laser Technology）：如作為非綫性晶體材料用於激光倍頻。 第二部分：半導體納米復閤物的光學非綫性 半導體納米復閤物是指將半導體納米材料（如量子點、納米綫、納米片等）與非半導體材料（如金屬納米粒子、聚閤物、介質材料等）復閤而成的材料。這種復閤不僅可以剋服單一材料的局限性，還可以通過界麵效應、協同效應等實現性能的增強和新功能的産生。本書重點關注半導體納米復閤物中的光學非綫性行為。 2.1 半導體納米材料的光學非綫性 半導體納米材料，特彆是量子尺寸的半導體納米晶體，由於其量子限製效應，其電子和空穴被局域化在納米尺寸內，導緻其能帶結構發生顯著變化，形成離散的能級。這使得其光學性質與塊體材料有很大不同，並展現齣強烈的量子尺寸依賴性。 量子限製斯塔剋效應（Quantum Confined Stark Effect, QCSE）：在電場作用下，半導體納米材料的激子（電子-空穴對）會發生空間分離，導緻其吸收和發射光譜發生紅移。這種效應是半導體納米材料重要的光學非綫性現象之一。 非綫性吸收/增益：半導體納米材料在強光照射下，會發生電子的填充和躍遷，導緻吸收係數隨光強變化，産生飽和吸收或光誘導吸收。在特定條件下，還可能錶現齣光放大或受激發射等增益現象。 非綫性摺射：強光照射引起半導體納米材料摺射率的非綫性變化，導緻自聚焦或自散焦效應。 2.2 半導體納米復閤物的構建策略與光學非綫性增強 本書將介紹構建各種半導體納米復閤物的策略，並重點分析復閤物形成如何增強或調控光學非綫性效應。 金屬-半導體納米復閤物：將金屬納米粒子（如金、銀納米粒子）與半導體納米材料復閤。金屬納米粒子的錶麵等離激元共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）可以産生局域化的強電場，顯著增強半導體材料附近的激發光強度，從而提高半導體材料的光學非綫性響應。同時，金屬納米粒子還可以通過電荷轉移、能量轉移等機製，進一步影響半導體材料的光學性質。 SPR增強效應：詳細闡述SPR如何增強半導體納米材料的吸收、熒光以及非綫性光學效應。 異質結效應：分析金屬與半導體界麵處的電荷分離和再結閤過程，如何影響非綫性光學響應。 半導體-聚閤物納米復閤物：將半導體納米材料分散在聚閤物基質中。聚閤物基質可以提供良好的分散性和機械穩定性，同時其自身的非綫性光學性質也可能與半導體納米材料發生協同作用。 界麵工程：研究聚閤物與半導體納米材料界麵的修飾如何影響復閤物的光學性能。 協同效應：探討聚閤物和半導體材料在非綫性光學響應上的協同增強。 多組分半導體納米復閤物：將多種半導體納米材料或半導體與介質材料復閤，構建具有更復雜電子結構和光相互作用的納米復閤物。 2.3 光學非綫性在半導體納米復閤物中的應用 半導體納米復閤物在光學非綫性方麵錶現齣的優異性能，使其在以下領域具有重要應用價值： 光催化（Photocatalysis）：通過增強光吸收和載流子分離效率，提高光催化反應的效率。 光電探測（Photodetection）：構建高性能的光電探測器，利用非綫性光學效應實現對不同光強的響應。 傳感器（Sensors）：利用光學非綫性效應對特定物質進行高靈敏度檢測。 生物成像與治療（Bioimaging and Therapy）：利用其非綫性光學性質進行深層組織成像，或結閤光動力治療。 光電器件（Optoelectronic Devices）：如有機發光二極管（OLEDs）、太陽能電池等，通過調控光學非綫性實現性能的提升。 結論與展望 本書在對六棱柱型金屬團簇化閤物和半導體納米復閤物的光學非綫性進行深入研究的基礎上，將對其未來的發展方嚮進行展望。未來的研究將更加注重： 新結構、新材料的設計與閤成：開發具有更優異光學非綫性性能的新型金屬團簇和納米復閤物。 理論計算與實驗技術的結閤：利用先進的理論模擬手段和精密的實驗錶徵技術，更深入地理解光學非綫性機製。 功能化與器件化研究：將這些材料應用於實際器件中，推動其在光電子、能源、生物醫學等領域的應用。 穩定性與環境友好性：關注材料在實際應用中的穩定性和環境影響。 本書旨在為從事金屬團簇、納米材料、非綫性光學以及相關交叉學科的科研人員和學生提供有價值的參考，並為相關領域的進一步發展提供啓示。

评分☆☆☆☆☆

閱讀體驗方麵，我尤其欣賞作者在邏輯構建上的清晰脈絡。在快速翻閱引言和目錄時，我注意到章節之間的過渡非常自然，從基礎的理論鋪陳到具體的實驗案例，層層遞進，沒有那種為瞭堆砌概念而生硬連接的痕跡。對於一個長期在相關交叉領域摸索的人來說，這種流暢的敘事節奏至關重要，它能幫助我們將注意力集中在核心的科學發現上，而不是被冗雜的背景知識所睏擾。我感覺作者非常懂得如何引導讀者的思維，仿佛有一位經驗豐富的導師在旁邊耐心講解，每一步推導都言之有物，邏輯鏈條堅不可摧。這種嚴密的結構性，使得即便是麵對那些高深莫測的數學模型和量子力學描述，也能保持一種掌控感，而不是被知識的洪流所淹沒。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就給人一種沉穩而又充滿探索欲的感覺，那種深邃的藍色調配上精密的幾何圖形，仿佛在暗示著內裏蘊含的復雜而又迷人的科學世界。我通常喜歡那些能夠將抽象概念以視覺化方式呈現齣來的書籍，而這本書從裝幀上就做到瞭這一點，讓人一拿到手就對手頭的材料産生瞭強烈的興趣。雖然我還沒有完全深入到每一個技術細節中去，但僅從其呈現齣的專業性和嚴謹性來看，就能感受到作者在選題上的獨到眼光。它顯然不是一本麵嚮大眾的科普讀物，而是精準地瞄準瞭特定領域研究者的需求，那種對前沿物理和材料科學的深度挖掘，是真正能讓人在專業領域有所收獲的標誌。我期待著它能揭示齣那些隱藏在微觀結構背後的驚人物理規律，特彆是那種關於物質形態與功能之間微妙關係的闡述，這通常是吸引我深入研讀的關鍵點。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最大觸動是它在理論深度上的大膽性。在當前的科研環境下，很多文獻傾嚮於保守和碎片化地呈現結果，但這本書似乎沒有這個顧慮，它似乎在試圖構建一個更為宏大和統一的理論框架來解釋所觀察到的現象。這種敢於挑戰現有認知邊界的態度，正是科研進步的源泉。我特彆留意瞭其中關於“結構對稱性”如何影響宏觀光學響應的討論，這部分內容似乎觸及到瞭物理學中最基本的美學與功能性的結閤點。如果作者能夠成功地將這些高維度的結構信息轉化為可量化的物理參數，那麼這本書的貢獻將不僅僅是記錄瞭一係列實驗數據，而更像是在提供一種看待和設計新材料的全新“視角”。

评分☆☆☆☆☆

總而言之，這本書散發齣一種求真務實的氣息，它不像某些學術著作那樣空泛地討論“未來趨勢”，而是緊密地紮根於具體的物質係統和可驗證的實驗結果之中。它成功地架起瞭一座橋梁，連接瞭基礎的晶體結構理論與前沿的光學應用，使得那些原本看似孤立的知識點得以有機融閤。對於我個人而言，這本書的價值在於它提供瞭一個思考的支架，它不直接給齣所有答案，但它教會瞭你如何去問更深入、更有效的問題。我期待著能從中汲取靈感，將其中的一些分析方法應用到我目前正在處理的復雜體係建模中去，它無疑將成為我書架上經常翻閱的工具書之一，而非僅僅是束之高閣的擺設。

评分☆☆☆☆☆

從排版和圖錶的質量來看，齣版方顯然也投入瞭極大的精力，這對於一本理工專著而言，是絕對不可或缺的。我發現圖錶的清晰度非常高，標注詳盡，特彆是那些用來展示納米尺度的形貌和光譜特徵的插圖，細節豐富到足以讓人進行二次分析。在科學閱讀中，一張“會說話”的圖錶，其價值遠超韆言萬語的文字描述。這本書在這方麵做得非常齣色，它仿佛提供瞭一套完整的“視覺證據鏈”，支撐著作者提齣的每一個論斷。這種對細節的極緻追求，體現瞭作者和齣版團隊對科學準確性的最高敬意，讓人對後續的深入閱讀充滿瞭信心，相信其中呈現的每一個數據點都經過瞭韆錘百煉。